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铍铜合金具有高强度、高硬度、高导电率等特点,是综合性能很好的铜合金。目前国内外科研人员关于铍铜合金的研究主要集中在高铍铜合金(1.6%~2.0%Be),但高铍带来优良的力学性能的同时,也给生产、加工带来诸多问题。因此,尽量降低Be含量是铍铜合金的发展趋向。但Be含量降低又会致使合金的力学性能显著降低,尤其对低铍铜而言强度和导电性这一对相互矛盾的性能更是很难两者同时兼顾。因此在尽可能满足低铍和不损失合金导电性能的基础上,研究提高低铍铜合金的综合性能的工艺具有极大的意义。针对上述问题,本文通过熔炼制备低铍Cu-1.7Ni-0.2Co-XBe合金(X=0.4%、0.5%、0.6%、0.7%),分析确定在Be添加量为0.5%时合金的力学性能最佳;熔炼制备了低铍Cu-1.7Ni-0.2Co-0.5Be-RE合金,对比研究了未处理、微量La处理、微量Ce处理以及La+Ce复合处理对合金的组织和性能的影响;研究了时效时间(0~14h)和时效温度(450~510℃)对合金组织和性能的影响,并对合金的等温相变动力学展开了研究。其研究成果为开发具有优良综合性能的低铍铜合金提供一定的参考。本文的主要研究结论如下:1)当Be添加量在0.4~0.7%范围内,随着Be添加量的增加,合金的宏观组织得到不同程度的细化,二次枝晶臂间距从31.85μm持续减小到16.58μm,降幅最高达47.9%;当Be添加量大于0.5%时,合金中开始出现Be Ni相。随着Be添加量的增加,合金的抗拉强度先增大后减小,合金的伸长率总体上逐渐增加。当Be添加量为0.5%时合金的抗拉强度达到最大值490.4MPa,此时合金的伸长率为14.2%,导电率为32.4%IACS。2)对Cu-1.7Ni-0.2Co-0.5Be铜合金中进行La处理、Ce处理以及La+Ce复合处理均可以减少合金的宏观缺陷,减小合金的二次枝晶臂间距,促进等轴晶的形成,并有效提升其综合性能。单一La、Ce处理时,在分别加入0.05%La和0.10%Ce时晶粒细化效果最佳,此时合金的等轴晶范围最大,二次枝晶臂间距最小,与未处理相比降幅分别达45%和43%;随着单一La、Ce添加量的增加,合金的抗拉强度均呈先增大后减小,当La添加量为0.05%时合金的抗拉强度达到最大值513MPa,比未添加稀土时提高了5%,当Ce添加量为0.10%时合金的抗拉强度达到最大值518.9MPa,比未处理时提高了6%。单一添加La、Ce稀土对低铍铜合金导电性能的影响均呈现先上升后下降,合金的导电率在单一La添加量为0.15%时达到最大值39.5%IACS,比未处理时提高了16%;在单一Ce添加量为0.15%时达到最大值37.8%IACS,比未处理时相比提高了11%。La对Cu-1.7Ni-0.2Co-0.5Be合金导电性能的提高比Ce更显著,但Ce对合金力学性能的提高比La更显著。La+Ce复合处理对合金力学性能的提升要好于单一添加La、Ce元素,但对合金的导电性能的提升则不如单一La、Ce处理。根据本文实验结果,在复合添加量为0.05%La+0.10%Ce时,合金的综合性能最好。此时合金的抗拉强度为526.5MPa,与未处理相比提升了8%;伸长率为14.7%,与未处理相比提高了4%;而导电率为34%IACS,与未处理时(34.2%IACS)相比几乎不损失。3)Cu-1.7Ni-0.5Be合金在时效过程中遵循G.P.区(?)γ’’(?)γ’(?)γ相的析出顺序。合金样品在480℃下时效15 min时,合金中形成大量细小的G.P.区,平均直径约5nm;时效0.5 h时,合金样品发生了G.P.区向γ’’相的转变;γ’’相的平均长度约为10nm,厚度约为2 nm;在480℃时效6 h后,析出物主要由分散的盘状γ’相组成,γ’相平均长度为21 nm,平均厚度为3 nm。随着时效时间的增加,合金的硬度和抗拉强度总体上都是先升后降,且时效温度越高,合金的硬度和抗拉强度越早达到峰值;合金的伸长率均随时效时间的增加而降低,塑性逐渐下降,常温拉伸下的主要断裂方式为韧性断裂。合金的导电率均随着时效时间的延长而逐渐升高最终稳定,时效温度越高合金时效后的电导率越大且越早达到电导率峰值。在实验范围内,Cu-1.7Ni-0.5Be合金经480℃×6h时效处理后的综合性能最佳,此时合金的硬度为227.7HV,抗拉强度为761.8MPa,伸长率为22%,导电率为59.1%IACS。4)根据时效过程中导电率与析出物体积分数之间的关系,计算出了Cu-1.7Ni-0.5Be合金在450℃、480℃、510℃三个温度下的Avrami指数n及b值,并藉此推导出了合金的等温相变动力学方程和导电率方程,且推导出的电导率方程能够较好地预测Cu-1.7Ni-0.5Be合金在450℃~510℃温度范围内不同时效时间下的导电率,平均误差小于1.6%(约等于1.53%)。通过等温条件下固体热分解反应机理的积分方程,揭示了在450℃、480℃、510℃温度下时效的Cu-1.7Ni-0.5Be合金的相变机理皆遵循三维扩散机制。